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数字电路综合设计报告 课程名称： 数字电路与逻辑综合设计 题 目： 数字频率计 姓 名： 孙喜洋 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 15-5班 学 号： 1504010522 计算机科学与技术学院 2016年12月24日 一、概述 1.数字逻辑电路数字频率计是采用数字电路制作成的能实现对周期性变化信号频率测量的仪器。频率计主要用于测量正弦波、矩形波、三角波和尖脉冲等周期信号的频率值。其扩展功能可以测量信号的周期和脉冲宽度。 图1 波形产生部分 图2.频率计部分 波形产生部分利用LC震荡波形经过 频路计数部分由四个192(十进制计数器实现对波形频率计数功能在秒脉冲的控制下打到锁存器273,并且每秒更新频率值同时完成对计数器的清零清零单元和限制报警电路在传递函数最小值对计数器锁存器进行清零与非控制蜂鸣器实现限制报警功能 2. LC震荡电路 图3.LC原理图 2）电容三点式振荡单元和选频网络 选频网络由电感L和电容C12两端电压作为反馈信号1、C2串联的等效电容为C,即但调节f0要同时调节1、C2，并要保持C1、C2的比值不变，很不方便，因此该电路常作为固定频率输出，C2根据自身参数，在复杂的频谱中选取与自身谐振频率相同的频率将其反馈，而其他频率成分因不满足振荡条件被衰减，故振荡电路就产生了单一频率的正弦波。 3）放大电路 放大单元由2NSC945，三极管构成放大电路，在振荡开始时，由于激励信号较弱，输出电压的振幅Uo则比较小，此后经过不断放大与反馈循环，输出幅度U0开始逐渐增大，为了维持这一过程使输出振幅不断增加，应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开始时应为增幅振荡，即：T(jw ) 1，将反馈信号放大，反馈网络起正反馈，将信号反馈到放大单元输入，进一步放大，所以此信号得以不断放大最终由输出端输出。 4）整体电路图 图4.LC震荡电路图 图.555施密特方波整形 1）555定时器构成施密特触发器的电路图如图4-13所示,施密特触发器属于波形变换电路，该电路可以将正弦波、三角波、锯齿波变为脉冲信号。 图555施密特 2）工作原理 （1）Vi=0V时 由于VTH=VTR；Vi=0V,显然，比较器C1输出为1，比较器C2输出为0,基本RS触发器工作状态为1，即Q=1,Uo1=Uo2=UOH。Vi升高，在未到2VCC/3之前，状态不变。 （2）Vi上升到2VCC/3时 比较器C1输出为0，比较器C2输出为1,基本RS触发器被触发翻转到0，即Q=0,Uo1=Uo2=UOL。Vi下降，在未到VCC/3之前，状态不变。 （3）Vi下降到到VCC/3时 比较器C1输出为1，比较器C2输出为0, 基本RS触发器被触发翻转1，即Q=1 ,Uo1=Uo2=UOH。Vi下降到0之前，状态不变。 图8.施密特工作波形 3)静态参数 6中，V+ =2VCC/3。 (2)断开电平V- 　把Vi下降过程中，使施密特触发器状态更新，输出电压VO由低电平UOL跳变到高电平UOH时，所对应的输入电压的值叫做断开电平。在图6中，V-=VCC/3。 (3)回差电压ΔV 回差电压又叫滞回电压，定义为 ΔV= V+ - V-在图6中 ΔV=V+ - V- =2VCC/3-VCC/3=VCC/3 4）整体电路 图8.整流部分电路图 图9.整流工作电路图 （说明：LC发生波形失真） 4.电压跟随器 1）电压跟随器是实现输出电压跟随输入电压的变化的一类电子元件电压跟随器在电路中用作中间级，以“隔离”前后级之间的影响，此时称之为缓冲级。基本原理还是利用它的输入阻抗高和输出阻抗低之特点。 电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点当输入阻抗很高时，就相当于对前级电路开路；当输出阻抗很低时，对后级电路就相当于一个恒压源，即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路，输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用，使前、后级电路之间互不影响。 图10.电压跟随器电路图 5.74LS192计数器 1）74LS192是可预置同步的十进制同步加/减计数器，它具有双时钟输入，并具有清除和置数等功能。 表1.74LS192真值表 2）引脚功能 ◆UP为加计数时钟输入端， ◆DOWN为减计数时钟输入端。 ◆LOAD为预置输入控制端，异步预置。 ◆CLR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 ◆CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出， ◆BO为借位输出：0000状态后负脉冲输出。 ◆A-D是初始置数